Comptes Rendus
Numerical calculation of wall effect and ‘backflow’ on the Stokes force
Comptes Rendus. Mécanique, Volume 330 (2002) no. 12, pp. 837-842.

We give numerical results on the modification of the drag force Fx exerted on a sphere positioned eccentrically and moving at very low Reynolds number, at constant velocity within and along a cylindrical tube. The numerical results computed by Lattice-Boltzmann method or by finite volume formulation are in good agreement with the experimental results obtained by Ambari et al. (J. Fluid Mech. 149 (1984) 235–253). In particular, they confirm the existence of a minimum of the force Fx away from the axis of the cylinder and a sharp increase when the sphere approaches the sidewall.

Nous présentons des résultats numériques sur la modification de la force de Stokes subie par une sphère se déplaçant à très faible nombre de Reynolds, dans un tube rempli d'un fluide newtonien. Les résultats numériques ont été obtenus par une technique de Boltzmann sur réseau et par une méthode des volumes finis. L'ensemble des résultats complète ceux obtenus expérimentalement par Ambari et al. (J. Fluid Mech. 149 (1984) 235–253). Ils confirment l'existence d'un minimum de la force subie par cette sphère en dehors de l'axe du tube et une forte augmentation quand celle-ci se déplace au voisinage des parois.

Received:
Revised:
Published online:
DOI: 10.1016/S1631-0721(02)01539-5
Keywords: fluid mechanic, Stokes flow, hydrodynamic interactions, backflow, suspension
Mot clés : mécanique des fluides, écoulement de Stokes, interactions hydrodynamiques, backflow, suspension

Thierry Godin 1; M'hamed Bouzidi 2; Pierre Lallemand 2; Abdelhak Ambari 1

1 LPMI, 2, boulevard du Ronceray, BP 3525, 49035 Angers cedex, France
2 ASCI, CNRS, bâtiment 506, 91405 Orsay cedex, France
@article{CRMECA_2002__330_12_837_0,
     author = {Thierry Godin and M'hamed Bouzidi and Pierre Lallemand and Abdelhak Ambari},
     title = {Numerical calculation of wall effect and {\textquoteleft}backflow{\textquoteright} on the {Stokes} force},
     journal = {Comptes Rendus. M\'ecanique},
     pages = {837--842},
     publisher = {Elsevier},
     volume = {330},
     number = {12},
     year = {2002},
     doi = {10.1016/S1631-0721(02)01539-5},
     language = {en},
}
TY  - JOUR
AU  - Thierry Godin
AU  - M'hamed Bouzidi
AU  - Pierre Lallemand
AU  - Abdelhak Ambari
TI  - Numerical calculation of wall effect and ‘backflow’ on the Stokes force
JO  - Comptes Rendus. Mécanique
PY  - 2002
SP  - 837
EP  - 842
VL  - 330
IS  - 12
PB  - Elsevier
DO  - 10.1016/S1631-0721(02)01539-5
LA  - en
ID  - CRMECA_2002__330_12_837_0
ER  - 
%0 Journal Article
%A Thierry Godin
%A M'hamed Bouzidi
%A Pierre Lallemand
%A Abdelhak Ambari
%T Numerical calculation of wall effect and ‘backflow’ on the Stokes force
%J Comptes Rendus. Mécanique
%D 2002
%P 837-842
%V 330
%N 12
%I Elsevier
%R 10.1016/S1631-0721(02)01539-5
%G en
%F CRMECA_2002__330_12_837_0
Thierry Godin; M'hamed Bouzidi; Pierre Lallemand; Abdelhak Ambari. Numerical calculation of wall effect and ‘backflow’ on the Stokes force. Comptes Rendus. Mécanique, Volume 330 (2002) no. 12, pp. 837-842. doi : 10.1016/S1631-0721(02)01539-5. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/mecanique/articles/10.1016/S1631-0721(02)01539-5/

[1] E. Guazzelli Evolution of particule-velocity correlations in sedimendation, Phys. Fluids, Volume 13 (2001) no. 6, pp. 1537-1540

[2] A.E. Boycott Sedimentation of blood corpuscules, Nature, Volume 140 (1920), p. 532

[3] A. Acrivos; E. Herbolzheimer Enhanced sedimentation in settling tanks with inclined walls, J. Fluid Mech., Volume 92 (1979), pp. 435-457

[4] A. Ambari; B. Gauthier-Manuel; E. Guyon Wall effects on a sphere translating at constant velocity, J. Fluid Mech., Volume 149 (1984), pp. 235-253

[5] J. Happel; H. Brenner Low Reynolds Number Hydrodynamics, Noordhoff, 1973

[6] H. Tözeren Drag on eccentrically positioned spheres translating and rotating in tubes, J. Fluid Mech., Volume 129 (1983), pp. 77-90

[7] D. d'Humières; M. Bouzidi; P. Lallemand Thirteen-velocity three-dimensional lattice Boltzmann model, Phys. Rev. E, Volume 63 (2001), pp. 927-971

[8] M. Bouzidi; M. Firdaouss; P. Lallemand Momentum transfer of a Boltzmann-lattice fluid with boundaries, Phys. Fluids, Volume 13 (2001), pp. 3452-3459

[9] FLUENT Version 5.4.8, a commercial CFD code

Cited by Sources:

Comments - Policy